實(shí)驗二 Java程序設(shè)計基礎(chǔ)及簡單類的設(shè)計及實(shí)驗二 二階系統(tǒng)的動態(tài)特性與穩(wěn)定性分析

實(shí)驗二Java程序設(shè)計基礎(chǔ)及簡單類的設(shè)計一、實(shí)驗?zāi)康?.掌握數(shù)組類型的聲明和動態(tài)內(nèi)存申請，理解數(shù)組的引用模型；2.掌握String類的應(yīng)用及對字符串變量的操作；3.掌握類的聲明格式和多種封裝措施，理解對象的引用模型；4.掌握成員變量和方法的概念及構(gòu)造方法的定義和使用；5.掌握方法的重載。二、實(shí)驗內(nèi)容1.給定一個一維整型數(shù)組，實(shí)現(xiàn)以下功能：（1）求數(shù)組元素中的最大值；（2）求數(shù)組元素中的最小值；（3）求某個關(guān)鍵字在數(shù)組中的序號，若給定關(guān)鍵字在數(shù)組中不存在，返回-1；（4）將數(shù)組中所有元素按升序重新排列；（5）判斷數(shù)組的元素序列是否己排序；要求每個功能用一個方法實(shí)現(xiàn)，并編寫main方法進(jìn)行測試。packagejava實(shí)驗二;importjava.util.Arrays;publicclass實(shí)驗二{ publicstaticintMax(int[]table) { intb=table[0]; for(inti=1;i<table.length;i++) { if(b<table[i]) b=table[i]; } returnb; }publicstaticintMin(int[]table) { intc=table[0]; for(inti=1;i<table.length;i++) { if(c>table[i]) c=table[i]; } returnc; }publicstaticint索引位置(int[]table){intindex=Arrays.binarySearch(table,8);if(index<=0)return-1;elsereturnindex;}publicstaticint[]數(shù)組排序(int[]table){Arrays.sort(table);returntable;} publicstaticboolean判斷排序(int[]table){ for(inti=0;i<table.length-1;i++) { if(table[i]<table[i+1]) { for(intj=0;j<table.length-1;j++) { if(table[j]>table[j+1]) returnfalse; } } } returntrue;} publicstaticvoidmain(String[]args){ //TODO自動生成的方法存根 int[]a=newint[]{2,5,6,8,0,7,9}; System.out.println("數(shù)組是否已經(jīng)排序："+判斷排序(a)); System.out.println("數(shù)組元素的最大值為："+實(shí)驗二.Max(a));System.out.println("數(shù)組元素的最小值為："+實(shí)驗二.Min(a));System.out.println("8的索引位置是："+實(shí)驗二.索引位置(a));a=實(shí)驗二.數(shù)組排序(a);System.out.print("排序后的數(shù)組：");for(inti=0;i<a.length;i++) System.out.print(a[i]+",");System.out.println();System.out.println("數(shù)組是否已經(jīng)排序："+實(shí)驗二.判斷排序(a)); }}2.編寫一個方法找出兩個字符串中所有共同的字符，并在main方法中通過鍵盤輸入兩個字符串進(jìn)行測試。packagejava實(shí)驗二;importjava.util.*;importjavax.swing.*;publicclass尋相同字符{ publicvoid找相同字符(Strings1,Strings2){ char[]c1=s1.toCharArray(); char[]c2=s2.toCharArray(); ArrayList<Character>lis=newArrayList<Character>(); for(inti=0;i<c1.length;i++){ for(intj=0;j<c2.length;j++){ if(c1[i]==c2[j]){ lis.add(c1[i]); } } } for(inti=0;i<lis.size();i++){ for(intj=0;j<lis.size();j++){ if(lis.get(i)==lis.get(j)&i!=j){ lis.remove(lis.get(i)); } } } for(inti=0;i<lis.size();i++){ System.out.print(lis.get(i)+""); } } publicstaticvoidmain(String[]args){ //TODO自動生成的方法存根 StringA=JOptionPane.showInputDialog("請輸入第一個字符串"); StringA2=JOptionPane.showInputDialog("請輸入第二個字符串"); 尋相同字符B=new尋相同字符(); B.找相同字符(A,A2); }}3.聲明銀行賬戶類，成員變量包括賬號、儲戶姓名、開戶時間、身份證號碼、存款余額等賬戶信息，成員方法包括開戶、存款、取款、查詢余額、銷戶等操作。packagejava實(shí)驗二;importjava.text.SimpleDateFormat;importjava.util.Date;publicclassBankAccount{//創(chuàng)建銀行賬戶類privateString_account;//賬號privateString_name;//儲戶姓名privateString_ID;//身份證號碼privateDate_accounTimet;//開戶時間privatedouble_balance;//存款余額publicBankAccount(Stringaccount,Stringname,StringID,doublebalance){//構(gòu)造方法進(jìn)行初始化this._account=account;this._name=name;this._ID=ID;this._accounTimet=newDate();this._balance=balance;System.out.println("開戶成功");}//存款publicvoiddeposit(doubleamount){_balance+=amount;System.out.println("成功存款："+amount);checkAccount();//方法調(diào)用}//取款publicvoidwithDrawal(doubleamount){if(amount>_balance){System.out.println("賬戶："+this._account+"卡上余額不足，取款失??！"+"\n"+"操作時間："+this.操作時間()+"\n");return;}this._balance=this._balance-amount;System.out.println("成功取款："+amount);checkAccount();}publicDate操作時間(){ Datea=newDate();returna; }publicvoidcheckAccount(){//顯示進(jìn)行操作后的余額和操作的時間System.out.println("賬戶："+this._account+"卡上余額為："+_balance+"\n"+"操作時間："+this.操作時間()+"\n");}publicStringgetID(){return_ID;}publicvoidsetID(StringiD){//建戶人證件號碼_ID=iD;}publicStringgetAccount(){return_account;}publicvoidsetAccount(Stringaccount){//新建賬號名稱this._account=account;}publicStringgetName(){return_name;}publicvoidsetName(Stringname){//建戶人姓名this._name=name;}publicStringgetAccounTimet(){SimpleDateFormatsdf=newSimpleDateFormat("yyyy:MM:ddHH:mm:ss");returnsdf.format(this._accounTimet);}publicvoidsetAccounTimet(DateaccounTimet){//開戶時間this._accounTimet=accounTimet;}publicdoublegetBalance(){return_balance;}publicvoidsetBalance(doublebalance){//存款余額this._balance=balance;}publicstaticvoidmain(String[]args){BankAccountaccount=newBankAccount("","","",0.00);account.setAccounTimet(account.操作時間());System.out.println("輸出開戶時間：");System.out.println(account.getAccounTimet());System.out.println("請輸入賬戶信息：");System.out.println("請輸入身份證號碼：");account.setID("4509**********");System.out.println(account.getID());System.out.println("請輸入賬戶號碼：");account.setAccount("000001");System.out.println(account.getAccount());System.out.println("請輸入你的名字：");account.setName("張三");System.out.println(account.getName());System.out.println("請輸入你要存進(jìn)賬戶里的錢：");account.setBalance(500.00);System.out.println(account.getBalance());System.out.println("輸出查詢信息：");account.checkAccount();account.deposit(100.00);account.withDrawal(400.00);account.checkAccount();account=null;System.gc();System.out.println("您已經(jīng)成功銷戶");}}4.聲明一個矩陣類，使用二維數(shù)組存儲矩陣元素，實(shí)現(xiàn)以下方法：（1）輸出矩陣類中所有元素值；（2）返回當(dāng)前矩陣的轉(zhuǎn)置矩陣；（3）判斷當(dāng)前矩陣是否是上三角矩陣；（4）將當(dāng)前矩陣加上另一矩陣；（5）將當(dāng)前矩陣與另一個矩陣相加，不改變當(dāng)前矩陣；（6）判斷當(dāng)前矩陣與另一個矩陣是否相等。packagejava實(shí)驗二;importjavax.swing.*;publicclassMatrix{//創(chuàng)建矩陣類 publicintrow;//二維數(shù)組行數(shù) publicintrank;//二維數(shù)組列數(shù) publicint[][]mat;//創(chuàng)建數(shù)組(成員變量) publicMatrix(inta,intb){//構(gòu)造方法，初始化 row=a;rank=b;mat=newint[row][rank];} publicvoid輸入數(shù)組(){//創(chuàng)建輸入數(shù)組方法 for(inti=0;i<row;i++) for(intj=0;j<rank;j++){ Stringij=JOptionPane.showInputDialog("請輸入數(shù)組中的元素"); mat[i][j]=Integer.parseInt(ij); } } publicvoidOutput(){//輸出數(shù)組中元素的值 System.out.println("Matrix="); for(inti=0;i<row;i++){ for(intj=0;j<rank;j++) System.out.print(mat[i][j]+""); System.out.println(); } System.out.println(); } publicMatrixTrans(){//矩陣轉(zhuǎn)置 Matrixc=newMatrix(rank,row); for(inti=0;i<c.row;i++) for(intj=0;j<c.rank;j++) c.mat[i][j]=mat[j][i]; returnc; } publicstaticvoidisUpperTriangularMatrix(Matrixx){ for(intj=0;j<x.rank;j++){ for(inti=j+1;i<x.row;i++) if(x.mat[i][j]!=0){ System.out.println(x.mat+"此矩陣不是上三角矩陣"); return; } } System.out.println(x.mat+"此矩陣為上三角矩陣"); } publicint[][]Plus1(Matrixa){ if(a.row==row&&a.rank==rank){ for(inti=0;i<row;i++) for(intj=0;j<rank;j++) mat[i][j]=mat[i][j]+a.mat[i][j]; }else{ System.out.println("matrixAdderror!"); } returnmat; } publicMatrixPlus(Matrixa){//創(chuàng)建返回值為本類的方法（參數(shù)為本類的一個對象） //行數(shù)列數(shù)相同的矩陣的加和 Matrixc=newMatrix(row,rank); if(a.row==row&&a.rank==rank){ for(inti=0;i<row;i++) for(intj=0;j<rank;j++) c.mat[i][j]=mat[i][j]+a.mat[i][j]; }else{ System.out.println("matrixAdderror!"); } returnc; } publicbooleanequals(Matrixb){ if(b.row==row&&b.rank==rank){ for(inti=0;i<row;i++) for(intj=0;j<rank;j++) if(b.mat[i][j]!=mat[i][j]) returnfalse; } returntrue; } publicstaticvoidmain(String[]args){ Matrixy=newMatrix(4,4); System.out.println("請輸入數(shù)組中的元素"); y.輸入數(shù)組(); System.out.println("輸出數(shù)組："); y.Output(); Matrixz=newMatrix(4,4); System.out.println("請將剛輸入的數(shù)組進(jìn)行轉(zhuǎn)置"); z=y.Trans(); System.out.println("輸出轉(zhuǎn)置后得到的另一個矩陣："); z.Output(); System.out.println("請判斷輸入的矩陣是否為上三角矩陣："); isUpperTriangularMatrix(y); Matrixp=newMatrix(4,4); System.out.println("在不改變原矩陣的情況下加另一矩陣"); p=y.Plus(z); System.out.println("輸出和矩陣"); p.Output(); System.out.println("加上另外一個矩陣"); y.Plus1(z); System.out.println("輸出相加后變化得到的矩陣"); y.Output(); System.out.println("再輸入一個矩陣"); Matrixx=newMatrix(4,4); System.out.println("請輸入數(shù)組中的元素"); x.輸入數(shù)組(); System.out.println("輸出數(shù)組："); x.Output(); System.out.println("判斷兩個矩陣是否相等"); System.out.println(y.equals(x)); }}自動控制原理實(shí)驗報告實(shí)驗名稱：二階系統(tǒng)的動態(tài)特性與穩(wěn)定性分析班級：姓名：學(xué)號：實(shí)驗二二階系統(tǒng)的動態(tài)特性與穩(wěn)定性分析一、實(shí)驗?zāi)康恼莆斩A系統(tǒng)的電路模擬方法及其動態(tài)性能指標(biāo)的測試技術(shù)過阻尼、臨界阻尼、欠阻尼狀態(tài)分析二階系統(tǒng)特征參量（）對系統(tǒng)動態(tài)性能的影響；分析系統(tǒng)參數(shù)變化對系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響，加深理解“線性系統(tǒng)穩(wěn)定性至于其結(jié)構(gòu)和參數(shù)有關(guān)，與外作用無關(guān)”的性質(zhì)；了解掌握典型三階系統(tǒng)的穩(wěn)定狀態(tài)、臨界穩(wěn)定、不穩(wěn)定狀態(tài)；學(xué)習(xí)二階控制系統(tǒng)及其階躍響應(yīng)的Matlab仿真和simulink實(shí)現(xiàn)方法。二、實(shí)驗內(nèi)容構(gòu)成各二階控制系統(tǒng)模擬電路，計算傳遞函數(shù)，明確各參數(shù)物理意義。用Matlab和simulink仿真，分析其階躍響應(yīng)動態(tài)性能，得出性能指標(biāo)。搭建典型二階系統(tǒng)，觀測各個參數(shù)下的階躍響應(yīng)曲線，并記錄階躍響應(yīng)曲線的超調(diào)量、峰值時間tp以及調(diào)節(jié)時間ts，研究其參數(shù)變化對典型二階系統(tǒng)動態(tài)性能和穩(wěn)定性的影響；搭建典型三階系統(tǒng)，觀測各個參數(shù)下的階躍響應(yīng)曲線，并記錄階躍響應(yīng)曲線的超調(diào)量、峰值時間tp以及調(diào)節(jié)時間ts，研究其參數(shù)變化對典型三階系統(tǒng)動態(tài)性能和穩(wěn)定性的影響；將軟件仿真結(jié)果與模擬電路觀測的結(jié)果做比較。三、實(shí)驗步驟二階系統(tǒng)的模擬電路實(shí)現(xiàn)原理將二階系統(tǒng)：可分解為一個比例環(huán)節(jié)，一個慣性環(huán)節(jié)和一個積分環(huán)節(jié)研究特征參量對二階系統(tǒng)性能的影響將二階系統(tǒng)固有頻率保持不變，測試阻尼系數(shù)不同時系統(tǒng)的特性，搭建模擬電路，改變電阻R6可改變的值當(dāng)R6=50K時，二階系統(tǒng)阻尼系數(shù)=0.8當(dāng)R6=100K時，二階系統(tǒng)阻尼系數(shù)=0.4當(dāng)R6=200K時，二階系統(tǒng)阻尼系數(shù)=0.2（1）用Matlab軟件仿真實(shí)現(xiàn)二階系統(tǒng)的階躍響應(yīng)，計算超調(diào)量、峰值時間tp以及調(diào)節(jié)時間ts。當(dāng)，時：clearg=tf(12.5^2,[125*0.812.5^2]),step(g)Transferfunction:156.3-------------------s^2+200s+156.3超調(diào)量：=2%；峰值時間：tp=0.409s調(diào)節(jié)時間：ts=0.271s當(dāng)時g=tf(12.5^2,[125*0.412.5^2]),step(g)Transferfunction:156.3------------------s^2+10s+156.3超調(diào)量：=25%；峰值時間：tp=0.254s調(diào)節(jié)時間：ts=0.608s當(dāng)時g=tf(12.5^2,[125*0.212.5^2]),step(g)Transferfunction:156.3-----------------s^2+5s+156.3超調(diào)量：=52%；峰值時間：tp=0.245s調(diào)節(jié)時間：ts=1.1s（2）在自控原理實(shí)驗箱中搭建對應(yīng)的二階系統(tǒng)的模擬電路，輸入階躍信號，觀測不同特征參量下輸出階躍響應(yīng)曲線，并記錄出現(xiàn)超調(diào)量超調(diào)量：=52%、峰值時間tp及調(diào)節(jié)時間ts3、研究特征參量對二階系統(tǒng)性能的影響將二階系統(tǒng)特征參量=0.4保持不變，測試固有頻率不同時系統(tǒng)的特征，搭建模擬電路，理論計算結(jié)果如下：當(dāng)R5=256K、R6=200K時，則該二階系統(tǒng)固有頻率=6.25當(dāng)R5=64K、R6=100K時，則該二階系統(tǒng)固有頻率=12.5當(dāng)R5=16K、R6=50K時，則該二階系統(tǒng)固有頻率=25（1）用Matlab軟件仿真實(shí)現(xiàn)二階系統(tǒng)的階躍響應(yīng)，計算超調(diào)量、峰值時間tp以及調(diào)節(jié)時間ts。當(dāng)時g=tf(6.25^2,[112.5*0.46.25^2]),step(g)Transferfunction:39.06-----------------s^2+5s+39.06超調(diào)量：=25%；峰值時間：tp=0.509s調(diào)節(jié)時間：ts=1.22s當(dāng)時，g=tf(12.5^2,[125*0.412.5^2]),step(g)Transferfunction:156.3------------------s^2+10s+156.3超調(diào)量：=25%；峰值時間：tp=0.254s調(diào)節(jié)時間：ts=0.608sg=tf(25^2,[150*0.425^2]),step(g)Transferfunction:625----------------s^2+20s+625超調(diào)量：=25%；峰值時間：tp=0.128s調(diào)節(jié)時間：ts=0.304s（2）在自控原理實(shí)驗箱中搭建對應(yīng)的二階系統(tǒng)的模擬電路，輸入階躍信號，觀測不同特征參量下輸出階躍響應(yīng)曲線，并記錄超調(diào)量、峰值時間tp及調(diào)節(jié)時間ts4、研究典型三階系統(tǒng)的響應(yīng)曲線與穩(wěn)定性R7=10K，開環(huán)增益K=50，三階系統(tǒng)不穩(wěn)定R7=125/3K，開環(huán)增益K=12，三階系統(tǒng)臨界穩(wěn)定R7=100K，開環(huán)增益K=5，三階系統(tǒng)穩(wěn)定（1）用Matlab軟件仿真實(shí)現(xiàn)三階系統(tǒng)階躍響應(yīng)，驗證其穩(wěn)定性R7=10K，開環(huán)增益K=50g=tf(50,[0.050.6150])step(g)Transferfunction:50---------------------------0.05s^3+0.6s^2+s+50R7=125/3K，開環(huán)增益K=12g=tf(12,[0